(57)【要約】【課題】製造工程やバイメタル作動の際の振動などにより破損することが少ないセラミック製ＰＴＣを加熱抵抗として使用した電気製品用安全部品を提供する。【解決手段】電気製品と直列に接続されたバイメタル２（感熱遮断素子）と、このバイメタル２と並列に接続されたＰＴＣ３（加熱抵抗）とからなり、ＰＴＣ３がその電極３ａ，３ｂ以外を表面コートされているものを用いる。これにより、バイメタル２作動時等のＰＴＣ３の破損が減少し、安全部品の信頼性が高まる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に発生する異常過熱から電気製品を保護するための安全部品であって、
電気製品と直列に接続された感熱遮断素子と、この感熱遮断素子と並列に接続された加熱抵抗とからなり、
前記感熱遮断素子がバイメタルであり、前記加熱抵抗が電極を付与された正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣという）であって、このＰＴＣが表面コートされていることを特徴とする電気製品用安全部品。
【請求項２】
前記ＰＴＣを表面コートする材料が耐熱性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の電気製品用安全部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気製品に過大な電流が流れた場合、あるいは、電気製品の温度が異常に上昇した場合に、電流を遮断する感熱遮断素子と加熱抵抗とからなる電気製品用安全部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池などの電気製品は、過大な電流が流れたり、温度が異常に上昇した場合に、電気製品の安全を確保するため、電流を遮断する感熱遮断素子が組込まれている。感熱遮断素子の代表例として、サーモスタットが知られている。サーモスタットは電気部品と直列に接続され、通電により電気部品の温度が上昇し、過度に温度が高くなると、サーモスタットがオフ状態となり通電を停止させ、安全部品として機能する。
【０００３】
ところが、例えば、電池の安全部品としてサーモスタットを使用した場合、電池の温度が上昇するとサーモスタットがオフとなって電流は遮断されるが、電流の遮断により電池温度が低下すると、サーモスタットがオンとなり、再び、電流が流れ出し、電池が過充電となる欠点があった。
【０００４】
この欠点を改良する方法として、感熱遮断素子と並列に加熱抵抗を接続した安全部品が開発されている（特許文献１参照）。この提案では、電気製品と直列に接続される感熱遮断素子として、バイメタルを使用し、このバイメタルと並列に接続される加熱抵抗としてＰＴＣを使用している。ＰＴＣは、バイメタルがオフ状態の時、バイメタルに流れる電流をバイパスしてジュール熱を発生し、このジュール熱でバイメタルの接点部を加熱して、遮断状態にあるバイメタルの復帰を阻止させる。バイメタルとＰＴＣとを組み合わせた安全部品は、安全性が高く、小型化も容易である。
【特許文献１】特開平７−１５３４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された安全部品で使用するＰＴＣは、通常、性能面からセラミック材料からなるＰＴＣが使用される。しかしながら、セラミック製ＰＴＣは脆く、ＰＴＣを製品に組込むなどの製造工程やバイメタル作動の際の振動などにより、セラミック製ＰＴＣの一部が破損して、その破損片が電気製品内に分散することがある。この破損片は接触不良などの原因となり、安全部品や電気製品の性能に悪影響を及ぼすため、問題となっていた。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、加熱抵抗として製造工程やバイメタル作動の際の振動などにより、破損することの少ないＰＴＣを使用した電気製品用安全部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、使用時に発生する異常過熱から電気製品を保護するための安全部品であって、電気製品と直列に接続された感熱遮断素子と、この感熱遮断素子と並列に接続された加熱抵抗とからなり、前記感熱遮断素子がバイメタルであり、前記加熱抵抗が電極を付与された正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣという）であって、このＰＴＣが表面コートされているものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の電気製品用安全部品において、ＰＴＣを表面コートする材料が耐熱性樹脂であるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＰＴＣの破損が大幅に減少するため、生産工程での不良率が減少して生産性が良くなり、また、バイメタル作動時のＰＴＣ破損も減少するため、安全部品としての信頼性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係る電気製品用安全部品ついて図面を参照して説明する。図１は、電気製品用安全部品を示す。この部品１は、電気製品（図示なし）の使用時に発生する異常過熱から電気製品を保護するためのものであって、電気製品と直列に接続された感熱遮断素子としてのバイメタル２と、このバイメタル２と並列に接続された加熱抵抗としての正特性サーミスタ（ＰＴＣ）３とからなり、バイメタル２は、その作動によりムーバブルアーム５を動作させるものとされている。
【００１１】
バイメタル２、ＰＴＣ３、及びムーバブルアーム５はケース４に内蔵され、ケース４からは、ベースターミナル６及びアームターミナル７が導出され、これらの間は、通常時にムーバブルアーム５を介して導通（オン）状態にある。ＰＴＣ３は、セラミック製焼結体に電極３ａ，３ｂを付与したものが使用される。電極３ａ，３ｂを有しており、それらは各ターミナル６，７にそれぞれ接続され（図示略）、ムーバブルアーム５と並列回路を構成している。ＰＴＣ３は、後述のいずれかの方法で表面コートされている。
【００１２】
バイメタル２としては、公知のバイメタルが使用され、例えば、作動温度８０±１５℃、復帰温度５０±１５℃のバイメタルが好ましい。
ＰＴＣ３のセラミック材料としては、チタン酸バリウムを含むものが好ましく使用される。ＰＴＣの形状は、特に、制約はないが、図２に示したように、電極３ａ，３ｂが付与された円筒形状のものが好適に使用される。このＰＴＣ３は、抵抗値範囲５〜２０Ω、抵抗急変点温度（キュリー温度）６５〜９０℃の特性を有するものが好ましい。
【００１３】
上記のように構成された電気製品用安全部品１の動作を次に説明する。温度が低い間は、ムーバブルアーム５とベースターミナル６とが接続しており、図示していない電気製品に電流が流れる。温度が上昇して、バイメタル２の温度が上昇し、これが作動すると、ムーバブルアーム５を押し上げ、ムーバブルアーム５とベースターミナル６とが切離され、オフ状態となり、これにより、ＰＴＣ３へ流れる電流が増加して、その温度が上昇する。ＰＴＣ３は温度が高くなると、抵抗が急上昇する性質を持っているため、その温度上昇により、ＰＴＣ３の抵抗が高くなり、多量のジュール熱を発生する。この熱がバイメタル２を加熱するため、バイメタル２はムーバブルアーム５を押し上げたままで、オフ状態を保持し、電気製品に過剰な電流が流れるのを防止する。
【００１４】
次に、ＰＴＣ３の表面コートの方法について説明する。この表面コートには、公知の有機系、無機系の表面コート法を利用できる。表面コートは、付与された電極部を除いた表面に実施され、電極部を除いたＰＴＣ表面全体にコートされても、部分的にコートされてもよい。ＰＴＣ３の破損防止には、コートされている割合が多い方がよいが、コートされている部分が少なくても、ＰＴＣ破損防止には有効である。コートの膜厚も特に制約はないが、薄い方が好ましく、１００μｍ以下、より好ましくは、５０μｍである。
【００１５】
表面コート材料は、セラミック製ＰＴＣ表面との濡れ性が良く、セラミック製ＰＴＣより柔軟性のある有機系材料が有効である。有機系材料としては、耐熱性樹脂が好ましく使用される。耐熱性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート、ナイロンなどのエンプラ、液晶ポリマーなどのスーパーエンプラなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１６】
ＰＴＣ３の表面への有機系材料のコート方法は、熱可塑性樹脂をコートする場合、適切な溶媒に樹脂を数％程度溶解した溶液をＰＴＣ表面に薄く塗布した後、加熱などにより、溶媒を除去することにより行われる。例えば、ポリカーボネートの場合、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの溶媒に溶解させて使用される。熱硬化性樹脂の場合、エポキシ系やアクリル系の加熱により、重合硬化するあるいは紫外線や可視光線などで重合硬化する材料が好ましく使用される。これらの熱硬化性樹脂は、硬化前の原料をＰＴＣ表面に薄く塗布した後、硬化に必要な所定時間、加熱あるいは紫外線などの光線を照射することにより、ＰＴＣ表面にコートされる。ＰＴＣ表面への塗布などの作業性は熱硬化系樹脂の方が容易である。ＰＴＣ表面を塗装する方法によってもコートは可能である。なお、コート方法はこれらの方法に限定されるものではない。
【００１７】
上述のように表面コートしたＰＴＣ３を使用することによる効果を以下に説明する。ＰＴＣ３を表面コートしない場合、組立てその他の生産工程でＰＴＣが破損する割合が高くなり、ＰＴＣの破損片により、バイメタル２の作動が妨害されたり、ムーバブルアーム５とベースターミナル６の接触不良が起こることがあり、上記の安全部品としての機能を果さなくなることがある。
【００１８】
本発明の安全部品は、過電流が流れたときの安全装置として使用される溶断ヒューズに代わる保護スイッチ、交流、直流電源出力の過電流保護スイッチ、回路基板の電源供給入り口に設置される過電流保護スイッチに使用される。具体例としては、電池、電気コタツ、電気毛布、炊飯器などの電気製品や自動車、産業機器用温度センサなどがある。以上の種々の電気製品に利用可能であるが、バイメタル２が作動して電流を遮断した後、ＰＴＣ３のジュール熱により、バイメタル２の復帰を防止できるため、過充電によるトラブルが起こる可能性のある電池用安全部品として、好ましく使用される。なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気製品用安全部品の断面図。
【図２】（ａ）（ｂ）は同部品に用いられるＰＴＣの平面図及び側面図。
【符号の説明】
【００２０】
１  電気製品用安全部品
２  バイメタル
３  ＰＴＣ
３ａ，３ｂ  電極
５  ムーバブルアーム
６  ベースターミナル
７  アームターミナル
【図１】
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【図２】
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